车铣复合加工中心毕业设计方案

毕业设计方案

题目CXH500数控车铣复合机床主传动系统设计

学院机械工程学院

专业机械工程

二〇一七年月日

设计题目CXF500数控车铣复合机床主传动系统设计

一、选题背景与意义

1. 选题背景及国内外研究现状

车铣复合机床在数控车床的基础上增加了主轴分度和动力刀架功能，可以实现曲面、端面车削以及工件圆柱面的铣削、钻孔、攻丝等功能。1982年，奥地利林茨机床公司（WFL）开发出了全世界第一台车铣数控专用机床——WVC500S车铣加工中心。经过近20年的不断努力，车铣复合机床已经能实现车削、铣削、镗削、插齿及滚齿等多种加工。进入21世纪以来，数控车铣复合机床发展非常迅速，不仅规格齐全，硬件功能完善，且软件功能也十分强大，如WFL的M系列和MAZAK的E-H系列等[1]。目前，先进的五轴车铣复合机床除了可以进行车、铣、钻、镗、攻丝等加工外，还可以进行镗型腔、钻深孔、滚齿、铣叶片以及进行磨削加工和工件的在线测量，实现各种误差补偿、刀具在线监控和适应控制等。国外的主流车铣复合机床呈现出了配有仿真系统、多轴控制扩大机床加工能力及高速度、高精度、智能化的特点，其应用也由单机向系统化、集成化和网络化的高层次发展。

我国数控车铣复合机床的研制工作起步比较晚，在2001年由沈阳数控机床厂制造出我国第一台SSCKZ63-5五轴车铣复合机床，该机床引进了德国玛斯廖拉公司（MAXMULLER）的技术，达到了国际90年代末的水平。现在通过国家相关的政策的支持，我们在车铣复合加工机床成功取得多方面突破，例如：攻克了动力驱动单元，大直径大通孔的高速强力主轴，刀架，机床热平衡，精度补偿等多项关键技术，主传动兼顾了大扭矩输出和高速输出。开发出五轴车铣复合加工中心并完成了系列化，规格化产品的设计和生产。

由于我们的整体技术基础不太坚实，和国外技术相比缺少数十年的经验积累，加之加工手段和工艺性比较薄弱，整体车铣复合加工技术和欧洲和日本相比还有不小的差距。目前国际上最先进的车铣技术仍掌握在MAZAK,OKUMAMORISEIKE,DMG和WFL等一流的机床生产商手中[2]。2. 选题的目的及意义

车铣复合加工技术的先进理念就是提高产品质量和缩短产品制造周期，是一种集成了现代先进控制技术、精密测量技术和CAD/CAM应用技术的先进机械加工技术。该技术提供了一种完善的加工解决方法：一次装夹可实现零件多个表面或复杂形面的加工，大大简化了工件装夹和刀具

系统的复杂性，减少了夹具和非生产时间。此次设计的目的是根据给定的技术参数对加工中心的主传动系统的结构进行设计，得出最优的主传动系统设计方案，使之达到高自动化、高柔性、高精度、高效率的性能。通过本次设计培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能及能力得到训练和提高。

二、设计内容

1. 设计内容研究

数控车铣复合机床主传动系统主要由伺服电机、齿轮传动、主轴组件、C轴及其传动组成, 可实现主运动传动和主轴夹持工件的分度。本毕业设计的主要内容为数控车铣复合机床主传动系统设计, 包括主传功系统方案设计、装配图及零件图设计，以及进行相关的计算和重要零件的校核。详细设计内容如表1所示。

表1 详细设计内容

设计内容具体设计分析

车铣复合主传动运动设计(1) 分配各级传动比，拟定结构式或结构网

(2) 拟定转速图，并画出转速图

(3) 确定各传动构件的形式及结构尺寸

(4) 设计各级传动轴

(5) 根据运动参数，确定各级轴的支撑构件等

(6) 设计主轴，拟定主轴组件，确定主轴组件的润滑与密封方式

(7) 根据标准，对各级传动轴及主轴等进行校核

C轴控制传动设计(1) 传动装置

(2) 结合、分离装置

主传动系统结构设计(1) 传动构件的布置与排列

(2) 主传动的开停、制动装置

(3) 车铣复合机床主轴箱的构造

主要参数：最大回转直径（mm）：Φ500

主轴转速(rpm)：45-4500

主电机功率(KM)：11/15

C轴分度：0.001°，360连续

课题的主要要求有：

（1）相关外文翻译资料一份（译文字数不少于2000汉字）；

（2）毕业实习报告一份（约5000字）；

（3）毕业设计方案1份，且符合毕业设计规范；

（4）总设计图量不少于3.0张A0，其中手工绘图不少于折合成图幅为A0号的图纸1张，计算机辅助绘图不少于折合成图幅为A0号的图纸1张，装配图有充分的零件图支撑；

（5）设计说明书1份（不少于1.2万字），查阅文献15篇以上，外文文献2篇以上。

2. 预期研究结果

通过本次课题设计任务书上的要求，运用所学相关理论及专业知识，经过设计计算、结构设计、关键零部件校核等手段设计出满足使用要求、符合国家标准的数控车铣复合机床主传动系统，使其能满足给定主要参数的要求, 并实现定位精度高，运行过程平稳等优点。

三、设计方案

1. 主轴传动方案的确定

在机床设计中有多种主轴传动方式，一般根据不同加工场合的工艺要求及传动方式自身特点

进行选择，为了确定最为优化的车铣复合机床主轴的传动方式，以下列举出了几种常见的传动方式，并且根据本设计的具体要求拟定适合的方案

1.1 主轴传动类型

图1 主轴传动方式

(1) 带有变速齿轮的主传动(图a)，一般大、中型数控机床多采用这种方式。通过少数几对齿轮传动来扩大变速范围。由于电动机在额定转速以上的恒功率调速范围为2~5，当需要扩大这个调速范围时常用变速齿轮的办法来扩大调速范围，滑移齿轮的位移大都采用液压拨叉变速机构来实现。齿轮传动具有传动效率高、结构紧凑、机械工作寿命长和传动比固定的特点，但是，在实际齿轮制造以及安装要求需要很高的精度导致成本较高，而且传动距离受限制，不宜有太远距离跨度[3]。

(2) 带传动方式(图b) 这种方式主要应用在转速较高、变速范围不大，低转矩的小型数控机床上，电动机本身的调整就能满足要求，不用齿轮变速，可避免齿轮传动时引起震动和噪声的缺点，但它只适用于低扭矩特性要求。常用的有同步齿形带、多楔带、v带、平带。

(3) 两个电动机分别驱动主轴(图c) 这是上述两种方式的混合传动类型，兼有上述两种方式的性能。高速时，由一个电动机通过带传动；低速时，由另一个电动机通过齿轮传动，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，因而就使恒功率区增大，扩大了变速范围，避免了低速时转矩不够，

且电动机功率不能充分利用的问题，但两个电动机不能同时工作。

(4) 调速电机直接驱动的主传动一种为：主轴电动机输出轴通过精密联轴器与主轴连接(图

d)，优点为结构紧凑，传动效率高，但主轴转速的变化及输出完全与电动机的输出特性一致，因而受一定限制。另一种为：内装电动机主轴，即主轴与电动机转子合为一体(图e)。优点为结构紧凑，惯性小，可提高启动、停止的相应特性，缺点为电动机发热使主轴产生变形。因此，要注意温度控制。这种方式大大简化了主轴箱体与主轴的结够，有效提高了主轴部件的刚度，但是主轴输出扭矩小，电机发热对主轴影响较大。

1.2 主轴传动方案分析比较及方案确定

结合本次数控车铣复合机床主传动系统设计要求及上述各传动方式优缺点，本次设计采用传动效率高、结构紧凑、机械工作寿命长的带有变速齿轮的主传动方式，采用液压拨叉变速机构实现滑移齿轮变速。

2. C轴控制传动方案设计

2.1 C轴控制传动类型

方案一精密蜗杆副C轴结构

C轴的分度和伺服控制采用可啮合和脱开的精密蜗杆蜗轮副结构。它有一个C轴的分度和伺服控制采用可啮合和脱开的精密蜗轮副结构,它由一个伺服电动机驱动蜗杆1及主轴上的蜗轮3。当机床处于铣削或钻削状态, 即主轴需要通过C轴分度或对圆周进给进行伺服控制时, 蜗轮与蜗杆啮合, 该蜗轮蜗杆副由一个可固定的精确调整滑块来调整, 以消除啮合间隙。C轴的分度精度由一个脉冲编码器7来保证。如下图所示。

图2.1 精密蜗杆副C轴结构

1-蜗杆2-主轴3-蜗轮4-齿形带5-主轴电动机6-齿形带7-脉冲编码器

8-C轴伺服电机9-传送带

方案二滑移齿轮控制的C轴传动

图2.2为经滑移齿轮控制的C轴传动图, 由主轴箱9和C轴控制箱16组成。主轴在一般车削状.态时,换位液圧缸6使滑移齿轮5与主轴齿轮7脱开,制动液圧缸10脱离制动,主轴电动机通过皮带驱动主轴8旋转。当主轴需要C轴控制作分度或回转运动时,主轴电动机处于停止状态,滑移齿轮5与主轴齿轮7啮合，在制动液圧缸10未制动状态下, C轴伺服电机15根据指令脉冲值旋转，通过C轴变速箱变速, 经滑移齿轮5、主轴齿轮7使主轴分度，然后制动液圧缸使主轴制动。当进行铣削时, 除制动液压缸制动主轴外, 其他动作与上述相同, 此时主轴按指令作缓慢的连续旋转进给运动。

图2.2 滑移齿轮控制的C轴传动

1~4-传动齿轮5-滑移齿轮6-换位油缸7-主轴齿轮8-主轴9-主轴箱10-制动油缸11-带轮12-主抽制动盘13-齿形带轮14-脉冲编码器15-C轴伺服电动机16-C轴控

制箱

方案三带C轴功能的主轴电动机直接控制

C轴控制除了以上介绍的用伺服电机通过机械结构实现外, 还可以用带C轴功能的主轴电动机直接进行分度和定位。

四、参考文献

[1]夏焕金,蔡慧慧. 车铣复合加工技术的发展及应用[J]. 金属加工,2011(21):19-21.

[2]江崇民. 数控车床技术发展现状及趋势[J]. 机械工程师,2012(4):98-100.

[3]杨雪宝. 机械制造装备与设计[M]. 西安：西北工业大学出版社,2010.

[4]马宏伟. 数控技术[M]. 北京：电子工业出版社,2014.

[5]刘桂芝. 影响车铣复合机床加工精度的因素分析[J]. 中国制造业信息化,2011,40(7):68-69.

[6]张曙. 机床主轴部件的创新[J]. 制造技术与机床,2011(11):6-9.

[7]杨永年. 基于C6132A的数控车铣复合中心主运动系统改造[J]. 机械工程与自动

化,2010(1):105-107.

[8]刘凤利,李辉. 机床主传动系统优化设计[J]. 河北理工学院学报,2001,1(2):33-36.

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[10]戴曙. 数控机床主运动系统设计[J]. 中国学术期刊,2004(9):49-52.

[11]贾利刚,张宇，郭勤静等. CAD/CAM一体化技术在车床主传动系统设计上的应用与研究[J]. 机

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[13]颜克辉,孔祥志，李鹏等. 车铣复合加工中心中的锁紧及锁紧力计算[J]. 制造技术与机

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[14]Umnt Karaguzel,Emre Uysal. Effects of tool axis offset in turn-milling process[J]. Journal of

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[15]Devidi Elza. TILTABLE MILLING HEAD WITH A BUILT IN AUTOMATIC SPEED

CHANGER:EN,WO/2006/032936[P].2006-03-30.

五、指导教师评语

六、审核意见

车铣复合机床厂家-车铣复合数控机床品牌【大全】

车铣复合机床厂家_车铣复合数控机床品牌大全 机床复合化是机床发展的重要方向之一。复合机床又包括车铣复合机床、车铣磨复合、铣磨复合、切削与3D打印复合、切削与超声振动复合、激光与冲压复合等多种多样的形式，复合的目的就是让一台机床具有多功能性，可一次装夹完成多任务，提高加工效率和加工精度。复合机床中，车铣复合机床最多见，也是使用最多的复合机床种类。那么目前进口车铣复合机床厂家，国外车铣复合数据机床品牌有哪些呢？国内有哪些车铣复合机床厂家呢？中国车铣复合数控机床品牌有哪些呢？ 国外车铣复合机床厂家品牌有哪些？ 车铣复合机床厂家——奥地利EMCO集团 奥地利EMCO公司是一家有着近60年历史的专业车床制造厂家，迄今为止全世界有超过100万台EMCO机床在为各行各业进行服务。EMCO公司总部坐落在奥地利的萨尔斯堡附近，现在的EMCO公司600多名员工的规模。EMCO公司生产的数控车床品种丰富，从简单的两轴数控车床直到拥有八根轴的数控车铣复合机床；从用于产品研究开发的双主轴车铣中心到用于大批量生产的四主轴双刀塔车铣中心；从最大加工直径仅为的小型车削中心到加工直径为的大型车削中心；从最大工件长度仅为的小型车床直到可加工长零件的大型卧车。 车铣复合机床厂家——德国埃马克集团 倒立式车床在埃马克诞生，和一般的卧式车床不一样的是倒立车通过主轴抓取工件，以一种革命性的方式颠覆了传统的自动化概念，特别适合高精度大批量生产的需要，一经推出便

受到以汽车零部件为代表的客户的青睐。经过30 年的不断发展，已由单纯的车床演变成可以具备车、钻、镗、铣、磨、滚齿和激光加工等众多工艺的复合机床。其优点是工件自动上下料，加工和节拍时间短，工件加工质量高，工序链短，工艺可靠，单件加工成本低。 德国奈尔斯—西蒙斯NILES-SIMMONS车铣复合加工中心 主要生产车铣复合加工中心、立卧式车削加工中心、车铣加工中心、立卧式铣削加工中心、汽车工业专机及生产线、不落轮车床、轮对故障自动诊断系统和全套的铁路车轴、车轮、轮对加工组装设备等。 车铣复合机床厂家——德国舒特schuette公司多主轴车铣加工中心 多主轴车铣加工中心的供应商。 车铣复合机床厂家——皮特卡纳基公司 皮特卡纳基公司成立于1922年，其产品有：立式车（铣）复合，龙门铣（加工中心），柔性制造系统等，广泛应用于能源（火/核/水/风电）、航空航天（发动机、火箭、涡轮机）、通用机械、矿山机械和轨道交通（高铁）等领域。 车铣复合机床厂家——西班牙BOST博士特公司机床介绍 致力于重型高精度机床的技术开发和制造和安装，包括立式车床、卧式车床、曲轴车铣复合等。 车铣复合机床厂家——意大利Famar双主轴倒立车生产线

车铣复合机床

毕业设计（论文） 文献综述 二○一二 年 题 目 车铣复合机床12工位刀架及部分控制电路设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机084 学 号 3080211115 学 生 雷旭阳 指导 教师 刘鸿雁

前言部分 前言 目前，世界上越来越多的复杂零件采用复合机床进行综合加工。经过搜索了大量的网络信息和查看大量有关机床资料，发现复合加工机床已成为机床发展的一个重要方向。复合加工技术是20世纪末兴起的一门先进制造技术。随着工业技术的蓬勃发展，复合机床应运而生。近年来，越来越多的复杂零件采用复合机床进行综合加工，它的种类也日渐繁多起来。复合加工机床最突出的优点是大大缩短零件的生产周期、提高零件的加工精度[1]。 为什么复合加工机床能使工件在一次装卡中完成大部分或全部加工工序呢？其归功于自动转位刀架，因此车铣复合车床刀架及部分控制电路设计也成为工业发展的一个重要方面。 为了提高生产率，压缩非切削时间，随着自动化技术的发展，机床的刀架也产生了许多变化，各种刀具的自动更换装置得到进一步的完善和提高，现代机床逐步发展成为在一台机床上只需要一次装夹即可完成多工序或全部工序的加工。特别是车铣复合机床上安装的刀架，采用电驱动，通过机械机构来完成刀架的松开，抬起，转位，定位和夹紧等动作，这类刀具自动更换装置通常有较大的刀具容量，能够快捷可靠地完成自动换刀，充分体现了它的加工的自动化和高效化。刀架自动化的发展对社会制造业有着至关重要的作用。

相关概念 1.1车铣复合加工的含义 车铣是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工, 使工件在形状精度、位置精度、已加工表面完整性等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。车铣复合加工不是单纯的将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上, 而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工, 是在当今数控技术得到较大发展的条件下产生的一种新的切削理论和切削技术 1.2复合加工机床的定义 国际上对复合化机床尚无明确定义，目前正处于创新发展之中[2，3]。复合加工又叫完全加工、多功能加工。早期曾将加工中心称为复合加工机床。但是随着复合加工技术的不断发展与进步，现在的复合加工机床与以前所称的复合加工机床有了本质上的区别。复合加工机床通过一次装夹零件完成多种加工工序，缩短了加工时间，提高了加工精度，因而受到用户的欢迎。数控车铣复合机床是复合加工机床的一种主要机型，通常是在数控车床上实现平面铣削、钻孑L攻丝、铣槽等铣削加工工序，具有车削、铣削以及镗削等复合功能，能够实现一次装夹、全部完上的加工理念[14]。 车铣复合加工机床的运动包括铣刀旋转、工件旋转、铣刀轴向进给和径向进给四个基本运动。

车铣复合加工中心毕业设计方案

毕业设计方案 题 计 目CXH500 数控车铣复合机床主传动系统设 学专院 业 机械工程学院 机械工程 二〇一七年月日

设计题目CXF500 数控车铣复合机床主传动系统设计 一、选题背景与意义 1. 选题背景及国内外研究现状 车铣复合机床在数控车床的基础上增加了主轴分度和动力刀架功能，可以实现曲面、端面车 削以及工件圆柱面的铣削、钻孔、攻丝等功能。1982 年，奥地利林茨机床公司（WFL ）开发出了全世界第一台车铣数控专用机床——WVC500S 车铣加工中心。经过近20 年的不断努力，车铣复合机床已经能实现车削、铣削、镗削、插齿及滚齿等多种加工。进入21 世纪以来，数控车铣复合机床发展非常迅速，不仅规格齐全，硬件功能完善，且软件功能也十分强大，如WFL 的M 系列和MAZAK 的E-H 系列等[1]。目前，先进的五轴车铣复合机床除了可以进行车、铣、钻、 镗、攻丝等加工外，还可以进行镗型腔、钻深孔、滚齿、铣叶片以及进行磨削加工和工件的在线 测量，实现各种误差补偿、刀具在线监控和适应控制等。国外的主流车铣复合机床呈现出了配有 仿真系统、多轴控制扩大机床加工能力及高速度、高精度、智能化的特点，其应用也由单机向系 统化、集成化和网络化的高层次发展。 我国数控车铣复合机床的研制工作起步比较晚，在2001 年由沈阳数控机床厂制造出我国第一台SSCKZ63-5 五轴车铣复合机床，该机床引进了德国玛斯廖拉公司（MAXMULLER ）的技术，达到了国际90 年代末的水平。现在通过国家相关的政策的支持，我们在车铣复合加工机床成功 取得多方面突破，例如：攻克了动力驱动单元，大直径大通孔的高速强力主轴，刀架，机床热平

复合加工机床

复合加工机床 产品的加工过程链越长，生产周期就越难以控制。影响交货期的瓶颈常常在于机床辅助时间和工件在工序之间的滞留，所以减少工作场地的数目也就意味着缩短生产周期。 大量生产方式的特征是工序分散、按节拍组织流水生产，这是一种刚性的生产自动化。这种生产方式早已不适应今天的需要。20世纪70年代出现的加工中心以及80年代开始出现的柔性制造系统（FMS)标志着生产过程柔性化的开始。但是柔性制造系统并没有完全摆脱传统加工工艺的束缚，它由许多台加工中心加上高度自动化的物流输送系统组成，导致系统价格和维护成本昂贵，因而没有获得广泛的工业应用。取而代之的是90年代的五面体加工中心的发展，它基本实现了箱体零件的全部工序的加工，是现今复合加工机床的先导。 复合加工机床是以现代柔性自动化的数控机床为基础，以传统加工中心的“集中工序、一次装夹实现多工序复合加工”的理念为指导发展起来的新一类数控机床。当工件在其上装夹后，通过对加工所需工具（切削刀具或模具）的自动更换，便能自动地按数控程序依次进行同一工艺方法中的多个工序或不同工艺方法中的多个工序的加工，从而减少非加工时间，缩短加工周期，达到提高加工精度和加工效率的目的。因此，数控复合加工机床从其加工的复合性来分，可分为工序复合型和工艺复合型两大类。工序复合型如一般的锉一铣加工中心、车削中心、磨削中心等，在一台机床上只能完成同一工艺方法的多个工序加工；而工艺复合型则有车一铣复合中心、车一磨复合中心、

车削一激光加工中心等。 复合加工机床的定义及其具有的功能是随着时代的变化而变化的。过去的复合加工机床主要是指工序复合型的加工中心，但因工具交换和加工的品种受到限制，而且也走不出切削加工的领域，现在的复合加工机床主要是指工艺复合型的数控机床。同样，现在的复合加工机床不再被称为“复合加工机床”也为时不远了。 典型复合加工机床有： 1．车削为主型 回转体零件的复合加工一直是复合加工技术的研究热点。1979年，日立精机公司公开的“复合数控车床SLC"具有铣加工用的主轴和Y轴、ATC（自动工具交换装置）、车床主轴的分度功能等，在当时构筑了复合加工机床风格的先进产品。同一时期，山崎马扎克公司开发了称为“复合加工机床基础的带铣加工功能的CNC车床”，该公司于1983年开始销售成为现在的复合加工机床原型的带ATC装置的CNC 复合车床Slant turn 40ATC Milcentero 机床复合加工功能随控制轴数的增加而增加，除了应用较多的具有铣削功能的3轴控制 (X，Z， c）车削中心外，又推出了可钻削或铣削偏离工件中心之孔或槽的4轴控制（X， Y，Z， c）车削中心，而近几年开发的重点则是5轴控制(X， Y， Z， B， C）的车铣中心。 5轴控制的车铣中心，既增加了B轴（使刀架绕Y轴摆动）以钻斜孔和铣斜面，又能够对曲面进行多轴联动铣削，更重要的是对机床结构作了重大改进，它不使用转塔刀架而代之以大功率、高转速的电

关于车床、车削中心、车铣复合的说明

情况说明 尊敬的海关： 我司，现在贵关申报 “韩国斗山数控卧式车削中心”，两台，型号分别为PUMA280LM 及LYNX220LMA 的进口报关手续，下面就该设备的基本情况向贵关作如下解释： 该设备是一款数控卧式车削中心，不同于传统数控车床，传统数控车床只能完成车削加工，即采用砖塔式刀库（简称刀塔）只能安装若干把车刀，且车刀安装面垂直于主轴方向，只能沿工件端面进给，其通常只有工件旋转轴Z 轴以及车刀进给轴X 轴，如下图所示： 而车削中心则是在传统车床的基础之上增加了部分简单的铣削功能，即能够对工件的端面以及圆周面进行一些钻孔、铣槽的简单加工，这种铣削功能是通过在刀塔上增加动力装置，并且安装几把铣刀来完成，加工时，卡盘带动工件旋转，刀塔转到相应位置的车刀位置，即可实现车削加工，而工件通过分度装置转到特定位置并固定之后，刀塔转到铣刀位置，动力头带动铣刀旋转，即可对工件进行铣削加工，这种铣削只能加工工件的端面或者圆周面，如钻孔，铣端面槽等。相比于传统的车床，其在X 轴、Z 轴基础之上增加了绕Z 轴旋转的C 轴（即动力头旋转轴） 。

如下图所示： 车铣复合加工中心是在车削中心基础上发展起来的，相当于1台车削中心和1台加工中心的复合。可以在1台车铣复合中心上，经过一次装夹，完成全部车、铣、钻、镗、攻丝等加工，其工艺范围之广和能力之强，是世界范围内最先进的机械加工设备之一。其至少具有五个控制轴，即在传统加工中心的XYZ 三个平面轴的基础上，增加了BC 两个轴，它的铣削功能由自带的铣头来完成，车削则是通过装在刀塔上的车刀来完成，相比于车削中心，主要差别在于其铣头独立于刀塔，且既可以沿Z 轴旋转进给，也可以沿X 轴进给，既可以加工工件端面，也可以加工工件圆周面。 结 合我司此次进口的PUMA280LM 及LYNX220LMA 两个个型号

VHT系列五轴联动立式车铣复合加工中心的设计

万方数据

２０１０年第１ｌ期?工艺与装备? 床的ｘ、ｙ、ｚ三个坐标的丝杠制成中心通孔，通人冷 却水，并对冷却水实施温度控制，使其在额定的温升 范围内变化。中空丝杠冷却技术可以降低丝杠在切 削受力变形及快速移动过程中的热变形，保证机床 处于高精度运转状态。同时配合使用高精度闭环控 制光栅尺，进一步提高了定位精度。 ２．３双边重心驱动技术 该系列立式车铣复合加工中心的ｙ轴为双驱动 结构，ｚ轴为单驱动结构。相对于ｙ轴而言ｚ轴滑 板质量较小且驱动力作用在中心位置，因此运动较 平稳；而在运动过程中ｌ，轴需承载ｚ轴的重量，故其 重心随Ｚ轴的运动而不断地变化；若Ｙ轴为单驱动 结构，在驱动力的作用下将会产生俯仰力矩和偏转 １．１，轴直线导轨２．立柱３．Ａ轴刀架滑板装置４．Ａ轴车铣７Ｊ塔力矩，在这两个力矩作用下，滑板在运动过程中将会５－中空滚珠丝杠副６?机内螺旋排屑装置７．【ⅡＪ转工作台８?ｘ轴转出现不可预知的变形和振动。为了减小这种不确定台底座９?底座 的振动对加Ｔ的影响，基于重心驱动理论，采取了双 图１立式车铣复合，Ｊｎ３－中心的总体结构图 边驱动结构（图４）。双边驱动的特点是在立柱的两 ２关键技术侧对称施加驱动力，以便尽可能地减少驱动力臂产２．１轻量化设计生的影响。应用双边重心驱动技术，提高了机床运为达到立式车铣复合加工中心高速移动部件的速动鬯速度黧塑速度：篓短了加！时间，擎善了毒募加度和加速度，并兼顾系统的高刚度和轻质量要求，对体 工质量和轮廓加工精度，延长了刀具的使用寿命心１。积大、驱动要求高的运动部件一立柱单元，以结构强度、 刚度、固有频率等为约束，进行有限元分析及拓扑优化 设计（见图２，图３），使结构在满足高刚度要求的前提 下尽可能减轻移动的重量，以便减轻电机、液压系统、 丝杠、滑台等驱动部件的功率、强度要求。优化设计后 的立柱变形量减少２０％，重量减少２２０Ｋｇ。 图２立柱有限元分析结果 图３立柱拓扑优化前后的内部结构图 ２．２滚珠丝杠中空冷却技术 在直线驱动轴上采用循环冷却技术的中空滚珠丝杠，使丝杠温升得到有效控制。基本原理是将机 图４Ｙ轴双边重心驱动结构 ２．４双功能车铣转台 工作台采用力矩电机直接驱动的双功能车铣转台，这种转台可以连续回转、实现立式车削功能，也可实现分度定位、铣削插补等功能。力矩电机直接驱动负载，省去了减速传动齿轮，把机床进给传动链的长度缩短为零，使其具有扭矩大、旋转平稳、转速高、效率高、结构简单、可靠性高等特点。由于直驱力矩电动机本身就是高发热元件，如果散热不好，极易形成热量累积，导致自身和关联部件的温升，引起机床的热变形。因此必须设计出高效的冷却系统将热量及时导出，否则将直接影响机床的加工精度、电机推力，甚至会烧毁电机。车铣转台的另一热源产生于轴承和电机转子的高速旋转。根据发热源和部件的热敏感性，在定子和转台本体之间设置了水冷循环系统，并在轴承附近安装了温度传感器，即可保持电机长时间工作温度变化小，从而保证转台的大 力矩和高精度。万方数据

车铣复合机床设计

摘要 复合机床己成为机床产品发展趋势之一，作为机床中占有相当比重的车床与铣床如果 能够结合起来，无疑将大大提高机床的加工范围和工作效率，提高加工精度等等。自上个世纪车铣复合加工机床诞生以来，这类机床得到了飞速的发展并得到了广泛的应用。 本文设计了一种通用型数控五轴联动车铣复合加工机床，并完成了对XYZ进给系统的PRO-E三维建模。 机床车削主轴采用主轴电机直联联轴器的方式，通过一级变速驱动主轴。铣削主轴采用电主轴直接驱动使其具有较强的铣削加工能力和很好的可控制性。它的铣削部分可实现X、Y、Z三个方向直线进给以及A、C两个摆角转动的联动，同时铣削电主轴采用HSK-A63刀柄自动装夹系统，从而既可以装夹车刀进行车削，也可以装夹铣刀进行铣削。X，Y进给系统采用直线电机进给，Z轴进给采用滚珠丝杠。A、C双摆铣头采用内装力矩电机驱动。 关键词数控；车铣复合机床；五轴联动

Multiple machine tools have been becoming a tendency. As the two important kinds of Machine tool，if the turning machine and the milling machine can be joined, it must be helpful for a machine tool to broaden the range of work., raise the availability , improve the working accuracy, and so on. This paper designed a universal NC Five-axis turn-mill machine tools, And completed the machine PRO-E 3D modeling. Turning Spindle of the machine tool use a spindle motor to drive the belt directly. Because the turning spindle is also a C-axis with precision, it can provide an accurate angle for milling. The milling principal axis is an electricity principal axis，so it has stronger milling process capability and good controllability. Its milling system can carry out X, Y and Z three directions of allied move, the milling principal axis can also carry out to move with uniting of milling principal axis at the same time. thus the machine has more complicated process capability out of the simple turning and milling . The carry system adopts servo dynamo to directly drive silk Gang. In this way it wipe - out the c hange of the drive compares’ impact to the accuracy. Keywords NC; turn-mill machine; Five-axis

卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计简介

卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计 专业：机械设计制造及其自动化机电一体化学号：姓名：魏明 指导教师：刘洪芹讲师王宝明副教授 中文摘要 本次设计的题目是“卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计”，包括总体方案的比较与制定、铣削动力头部件设计、铣削动力头关键零部件设计、控制电路设计、相关机械部件的校核设计等。其中铣削动力头部件及其零部件的设计是核心内容，主要包括：变频调速电动机的选择、同步带的选择及设计、轴承的选择及计算、各零部件的工程图的绘制。 关键词：卧式车铣复合加工机床;铣削动力头;变频调速电机;轴承;同步带 Abstract The project topic is "The design of Horizontal lathe milling machine tool ’s over all stru- cture and Milling power head", including the comparison with the overall pr- ogram develop- ment, the design of Milling power head, the design of the important p -arts of Milling power head , control circuit design, mechanical components related to checking design. One the Milling power head and the design of key parts is the co-

数控车铣复合加工机床

数控车铣复合加工机床 达到和保持机床最大的加工灵活性，通常被认为是成功的机械加工厂所采用的一种战略，以便使其能够保持领先的地位。对于坐落在加利福尼亚州森林湖地区的美国Optisurgical眼科仪器制造商来说自然也不例外。当产业变化迫使该公司不得不将其生产重点转移到较低批量的加工生产时，其生产格局发生了变化，将主要精力集中在小批量工件的生产上，他们卖掉了车间中原有的多轴螺纹加工机床，并寻求一种新的、灵活的加工工艺，来取代其现有的多机加工工艺。为此，该公司从DMG公司引进了CTX 310 ECO V3型车铣复合加工机床，该机床配有活动的刀具和C轴，可使该加工车间能够以更少的人工进行操作，同时可在无灯光作业的环境下，提高生产效率和零件的加工质量。 Optisurgical公司创建于1992年，尽管它也利用其多余的生产能力为各个行业提供合同加工服务，但其主要业务集中在白内障外科手术设备的生产上。例如眼球晶状体乳化仪的元件和附件，眼科医生就是用这种仪器来清除病人眼睛中的白内障。再例如有一种称作超声乳化头的元件，实际上它是一枚由钛合金制成的小针，可从一个外科手术的微型切口插入到眼睛之中。超声乳化头以每秒20000～40000次的超声波频率振动，逐渐地对白内障进行乳化。经过乳化以后的白内障乳化液，通过乳化头中的一个小孔被吸出。 除了日常的生产工作之外，该公司还重点参与眼科手术器械的零配件维修服务。这些手术器械中的很多内部零件都是由这家OEM原始

设备制造商专门生产的，因为其更换件不可能从货架上现买现取。为了能够有效地大批量加工这类元件，该加工车间投资购置了一台多轴螺纹加工机床。然而在几年之内，公司在加工生产这类零件的产量方面出现了急剧下降的现象，螺纹加工机床已不能满足实际需要。该公司的工程部主任Tate Parham先生这样解释说：“那时候，我们所提供服务的某些产品已失去了市场，生产这类装置的主要公司不再制造或支持这类零件的生产了。” 当螺纹加工机床处于闲置状态时，该加工车间开始越来越多地采用其传统的车床和铣床。在经过车削加工操作以后，眼科手术器械的元件被转移到一台铣床上进行加工，例如扳手平面和十字交叉孔的加工。这种工艺远远达不到理想的要求—将工件从一台机床转移到另一台机床是一项劳动密集型的高成本工作，同时，工件的多次装卡又会增加其误差积累。而且，以前在螺纹加工机床上所做的转移工作会造成铣床和车床上的加工瓶颈问题，因为该车间既需要使用这些机床加工样机，又要承担越来越多的加工业务。 “我所需要的是提高生产效率或增加生产能力，但我不想再增购另一台车床，而工件仍然在铣床和车床之间转移加工，”Parham先生说，“我希望有一台带有Y轴甚至带有副轴的加工中心，但这比我所需要的更为复杂。我认为只需要添加一个带有活动刀具的铣削加工步骤就足够了，这样就能够使工件从机床出来之前，对其进行十字交叉孔、轴键、沟槽和其他项目的铣削加工。” 有了这种想法以后，该公司决定将其螺纹加工机床处理出售，并开始对购置各种型号的车铣床进行评估。除了要求能够在一个平台上

高端车铣复合加工中心的应用

高端车铣复合加工中心的应用 复合加工作为机械加工的发展方向之一，也是数控设备发展的一个主要方向。在多种复合加工的领域上，车铣复合加工是目前发展最完善的一个领域。在国内外的各种展会上，我们可以看到很多机床厂家纷纷推出此类设备，作为高端设备的展示内容。 车铣复合加工设备的价格往往比较昂贵，很多企业在做设备选型时，经常将此类设备当成专用机床来看待，但是并没有赋予设备更多的使用范畴，往往是按照某个零件的工艺需求来制定设备采购计划，在选择设备类型前，首先考虑因设备折旧而造成的单件成本增加是否在允许的范围之内，从而决定是否采购此类设备，很多的车铣复合加工设备都是在这种形势下被引进。之所以有此现象，原因是在于人们对于此类设备的应用不够了解，除了担心日常维护的成本之外，对加工程序的编制也摸不着头绪，所以人们更愿意选择购买一台五轴联动加工中心和一台数控车。此外，从理论上讲车铣复合加工可以有效地提高产品质量和生产效率，但是在实际应用中，却并不能尽如人意，其中的主要因素在于加工程序的编制。 这里我们从如何提高设备的使用效率和扩展应用领域这两个角度来探索一下如何编制车铣复合加工中心的加工程序。 首先我们来看一下如何提高双刀架车铣中心的使用效率。在加工过程中，可以通过双刀架的同步操作来完成零件的多个工序加工。同一个工件由于有多种加工工序，利用计算机辅助加工软件完成零件编程的同时，可以通过工序的优化，在加工条件允许的前提下，尽量使两个刀架同时处于工作状态，无疑可以有效的缩短加工时间。下面是三个例子，通过这三个例子我们可以看到加工的效果。

可以通过上下刀架的同步设置，来更快地去除余量，粗车外形的同时，也完成了内孔的粗镗加工. 通过上下刀架的同步设置，完成一系列孔的加工，不仅提高了加工的效率，同时还可以通过钻孔轴向力的相互抵消来减少工件变形的影响。 可以通过上下刀架的同步设置，一次完成两段外形的加工。 双刀塔的设备都具有双通道的控制系统，上下刀架可单独控制，同步加工可以通过代码中的同步语句来实现。例如，在下面的代码中，M10和M15就是同步语句，同步语句的语法要求根据控制机的要求制定，同步语句的数量根据同步加工内容决定。同步语句之间的内容即为同步加工的内容。

基于MasterCAM的车铣复合加工技术

基于MasterCAM的车铣复合加工技术 关键词：MasterCAM，车削中心 山西晋城职业技术学院 一引言 Mastercam是美国CNC Software公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，硬件配置要求低，操作便捷，功能强大，具有从零件的造型，到刀路生成和后处理功能。是学习数控的首选软件。当今，加工零件趋向复杂，零件精度越来越高，数控加工轴数越来越多，手工编程已经不能满足现代加工的要求，采用CAM的软件编程，已成为现代数控加工提高编程效率和解决复杂零件加工的有效手段。 Mastercam的Lathe模块，在刀具路径中不仅有各种车削加工，并集成有C轴轮廓和曲面加工，C轴加工，解决了很多手工无法编写和宏程序也解决不了的加工程序问题。 二车铣复合加工的实例 1 关于车铣复合加工 复合加工是加工方式发展的一个重要方向，最常见的是车铣复合加工，在理论上它可以节省很多的工艺准备时间和简化工艺流程，是提高产品质量和生产效率的有效手段。下图是一个车铣复合加工的范例零件，传统工艺是车加工完成后，再转到铣床进行铣加工，如果在车铣复合设备上完成这个零件的加工，无论从效率还是质量上都是最佳的选择。 车削中心设备是在数控车床上基础上增加动力刀头，同时车床的主轴能转换成C 轴，以便通过车床的XZ轴和C轴联动插补完成铣削加工，传统工艺由于车铣工序

的重复装夹导致加工误差，车铣复合加工因为不需要转到铣床加工，这样大大缩短了生产过程，工件越复杂，它相对传统工序分散的生产方法的优势就越明显，由于零件在整个加工过程中只有一次装卡即可完成所有工序，零件加工精度更容易包证。车铣复合机床的发展，也对CAM软件提出了更多的要求，复杂的车铣复合设备用传统的手工编程是很难实现的，并且效率很低。 因数控车床编程比较简单，本文重点介绍车铣复合加工中的铣加工编程，车削中心设备的铣加工编程和数控加工中心的编程有很多不同，首先介绍2个基本概念：端面曲线轮廓(Face contour)和柱面曲线轮廓（Cross contour）。 端面曲线轮廓(Face contour)：即轴类零件端面的任意曲线轮廓（如下图所示） 柱面曲线轮廓（Cross contour）：即轴类零件圆柱面上的任意曲线轮廓（如下图所示）

车铣复合加工中心系列技术方案

车铣复合加工中心系列技术方案 -----青岛沃迪数控装备有限公司 1.．机床概述及主要用途 本机床适用于高速钢、硬质合金及陶瓷刀具，对各种黑色金属、有色金属及部分非金属材料制成的零件粗、精加工，可完成车削内外圆柱面、内外圆锥面、端面、切槽、公英制螺纹及回转曲面等工序。 本机床右数控车削刀架为两个进给轴，X、Z轴联动;左数控铣削刀架U、W、C三个进给轴，为三轴联动的多功能、高效率的数控双柱立式车铣床加工中心， 左右各带刀库。 铣、镗、钻、攻丝功能 本机床左刀架为铣刀架，可完成零件端面的钻孔、攻丝、镗孔、铣削平面与镗孔深度较小的孔及铣削内外圆柱面与端面上的键槽等工序。 分度功能 铣削时工作台有圆周铣削进给功能，任意位置钻孔、攻丝、镗孔时工作台有分度功能。 2、机床主要规格与参数 略（详情电话咨询） 3．主要结构及性能 3.1 机床总体布局 本机床的总体布局为龙门式热对称结构。由左右立柱、联接梁和工作台底座构成框架式结构，经有限元法计算，使机床大件及整机具有高强度、高刚度、高吸振性的特点。横梁在左、右立柱导轨上移动，由双轴伸交流电机驱动，经左右横梁升降箱、螺母丝杠传动，实现横梁上下移动，在横梁上右侧设置一个数控车削刀架,由交流伺服电机驱动；在横梁上左侧设置一个数控铣削刀架,由交流伺服电机驱动。 本机床基础件（左、右立柱、横梁、工作台及工作台底座等）均为整体铸造结构，采用高强度低应力铸铁材质，铸后进行焖火、粗加工后经时效处理,使机床具有高强度、高刚度、高抗振性、高吸振性的特性。 3.2龙门架

龙门架由左、右立柱及联接梁组成。左右立柱和工作台底座为热对称结构。在刚度匹配标准中，龙门架的X向刚度和扭转刚度分配占较大的比例，新型双柱立式车床立柱较传统立柱在X向上加宽，增强加工零件尺寸方向上的刚度，确保加工零件的尺寸精度，为保证龙门架的抗扭刚度，左右立柱中采用斜筋排布，经计算机的有限元优化设计，保证龙门框架具有足够的刚度和强度。在龙门架的上部有左右升降箱由双轴伸交流电机驱动，通过齿轮副和蜗杆蜗轮副及双丝杠使横梁作升降移动。 3.3主传动系统 主传动由一套立式直流主电机驱动，主电机与主传动箱通过变速箱传动经立轴机构变速结合主电机调速，实现车削时所需的转速范围。变速箱采用立轴二级变速箱。 机械二级变速由电磁滑阀控制油缸油路来变换，为防止变速油缸卸压，在控制油路上设有压力继电器、蓄能器及液压锁机构，确保变速工作可靠，变速箱中全部齿轮采用淬火磨削工艺，从而使主轴获得必要进给转速。以及高的传动精度及传动效率，并降低传动的振动与噪声。 3.4工作台 工作台由工作台、工作台底座、主轴部件及传动机构组成，工作台和工作台底座为整体铸造加工。 工作台主轴采用固定型短主轴结构，在主轴上装有一套高精度双列短圆柱滚子轴承，其内孔具有1：12锥孔，通过调整径向间隙，以保证工作台高精度回转，并且有高的工作寿命。安装油膜预紧轴承提高油膜刚度，并有限制工作台最大浮升的作用。 工作台导轨为恒流静压导轨，由多头等量分油器(十二点等量分油器)对12个油腔恒流供油。在静压导轨面设有油膜测厚装置，当油膜厚度小于0.04mm时，工作台停止工作。 为了减少工作台热变形对加工精度的影响，采用热对称结构及配置油温控制装置，以便达到工作台较小的热变形并在左、右方向相同的热变形。保证工作台长期稳定地工作。 工作台面上设有T型槽，用来安装卡盘爪等附件。 3.5.工作台C轴

车铣复合加工中心现状水平和发展趋势

车铣复合加工中心现状水平和发展趋势 车铣复合加工中心是将车削中心和加工中心的加工特点集于一台机床之上，一次装夹进行多工序完全加工。有立、卧两种形式；加 工特点分为：1）以车削为主，如：台湾崴立的VTC1600、杭州友佳的HT30sy；2）以铣削为主，如：沈阳一机的HTM40100h、齐重 数控的HDVTM160和大连机床的VHT800。以铣削为主的铣车复合加工中心均为多轴五联动机床。 现状水平： 我国在2001年由沈阳数控机床厂制造出我国第一台SSCKZ63-5五轴车铣复合加工中心，该机床引进了德国玛斯廖拉公司 （MAXMULLER）的技术，当时达到了国际90年代末的水平，虽起步晚，起点还是较高的。现在国内已有多家生产厂商可生产车铣复 合加工机床，在CCMT2012展会上就有十多家参展，但技术较为领先的几台展品和所采用的关键功能部件，如：数控系统、直驱双摆 铣头和直驱双轴回转台等均为国家重大科技专项攻关产品，还有待进一步商品化和产业化。 由于我们的整体技术基础不太坚实，和国外技术相比缺少数十年的经验积累，加之加工手段和工艺性比较薄弱，整体车铣复合加 工技术和欧洲和日本相比还有不小的差距。目前国际上最先进的车铣技术仍掌握在 MAZAK,OKUMAMORISEIKE,DMG和WFL等一流的 机床生产商手中，高端五轴车铣复合加工机床的市场份额也基本被这些企业垄断，国内这些高端设备的用户仍信赖欧洲或日本的产品 。 发展趋势： 车铣复合加工技术的先进理念就是提高产品质量和缩短产品制造周期，是一种集成了现代先进控制技术、精密测量技术和 CAD/CAM应用技术的先进机械加工技术。该技术提供了一种完善的加工解决方法：一次装夹可实现零件多个表面或复杂形面的加工， 大大简化了工件装夹和刀具系统的复杂性，减少了夹具和非生产时间。它不仅能够满足用户在提高生产效率，保证加工精度，减少零 件传送和库存，减少占地面积等方面的需求，也符合现代社会的节能减排要求，其工艺范围之广和能力之强，已成为当今复合加工机 床的佼佼者，是当前世界范围内最先进的机械加工设备之一。 航空航天、军工、船舶产品的制造领域一直是先进制造技术发挥作用的重要舞台，车铣复合加工技术在这些领域的应用具有很大 的优势，特别是对一些形状复杂的异形零件的加工优势更为凸显。随着航空航天、军工、船舶领域产品的更新换代速度日益加快，工 序分散的加工设备将会被工序集中的柔性、自动化设备所取代，这为车铣复合加工中心提供了更为广阔的发展和应用空间。

车铣复合加工机床

车铣复合加工机床 车铣复合加上中心是以车为主，铣、镗、钻和攻丝等为辅的五轴联动机床，至少有3个线性伺服轴和2个回转伺服轴，即X/Y／Z轴和B/C轴。车铣复合加中心可在工件一次装夹中完成全部或者大部分工序。 1国内外差距 国外的车铣复合加上中心已经发展到比较成熟的阶段，很多新技术（如直线电动机、力矩电动机、内置式电动机和内置电动机的动力刀塔等技术）已经成功应用到车铣复合加工中心上，而且多数实现了模块化设计，能够根据市场需要及时“组装”出相应的机床。国内的车铣复合加工中心起步较晚，对一些关键技术（如力矩电动机驱动的B轴、内置式电动机的车削主轴、内置式电动机的刀具动力主轴、大扭矩的机械式刀具动力主轴和单伺服动力塔等技术）虽然已经开始有所应用，但是至今没有取得突破性进展。与国外的车铣复合加工中心相比，国内的水平差距还很大，主要表现在以下几个方面： (1) 机床性能指标偏低机床各轴加速度、快程速度、主轴功率、扭矩、定位精度、重复定位精度等参数普通较国外厂家低，国内车铣复合加工中心的整体水平与国外的同类产品还不在一个档次上，尤其是二WFL，DMG、Mazak 和Mori Seiki等厂家相比。 (2) 可靠性有待提高国产车铣复合加工中心故障率较高，是用户反映最强烈的问题之一。尤其是前期故障占很大部分，一般用户使用半年以后才能正常运行，影响了用户初期投资的回收速度。 (3) 产品系列需要完善在机床规格上，国内的新产品开发、缩短交货期、降低制造成本、满足用个性化需求和扩大市场份额，也一定会有帮助。因此，我国机床行业也应该尽快重视并推行机床的模块化设问题。 车铣复合加工中心基本上都是单一的产品规格，缺少完整的产品型谱，不能满足市场的需要。只有沈阳机床的HTM系列（原SSCKZ系列）有较全的产品规格，可以满足用户不同规格的需求。在车铣复合加工中上，国外的知名机床厂家均巳形成有自己特点的一系列产品，比如Mori Seiki的NT系列、DMG的GM×Linear系列、Mazak的Integrex 系列和WFL的M系列等。 （4）软件功能不足在软件功能上，国外知名厂家的车铣复合加工中心具备在线检测功能、刀具在线实时监控及适应控制功能、刀具寿命管理，自动对刀功能、温度补偿功能和强大的CAD／CAM自动编程功能等。而国产的车铣复合加工中心的软件功能很有限，般仅具有刀具在线检测功能、自动对刀功能和CAD／CAM自动编程功能。 (5) 外观设计、制造水平有待改进国外的车铣复合加工中心的外观设计同时兼顾功能、结构、工艺的合理性和经济性，实现产品内在质量和外在质量的统一，而国内的车铣复合加工中心在此方面则存在明显不足。 2 Y轴实现形式○1传统插补Y轴○2传统垂直Y轴 ○3“箱中箱”式垂直Y轴此类机床为平床身和“箱中箱”式结构，八角滑枕前、后移动实现Y轴功能，X/Y/Z 三轴正交（如图3所示）。该类结构机床是Mori Seiki在2005年开发的新款车铣复合加工中心其上应用了很多新技术并取得了专利。如DCG（重心驱动）、DDM（直接驱动式马达的力矩电动机）、ORC（八角型滑枕）和BMT（内置电动机的刀塔）等技术。该结构机床的Y轴行程可以比较长，比如Mori Seiki的NT4300，其Y轴行程可达420 mm，此上述曲种结构的同等规格机床的Y轴行程大1/3'1／2左右，铣剖能力加强。Mori Seiki正是看中了此优点，而放弃了其原有的MT系列车铣复合加工中心（属于传统插 补Y轴），全部转向“箱中箱”式垂直Y轴结构的车铣复合加工中心。此类结构的代表 是Mori Seiki的NT系列和大连光洋的KDW 4200FH机床。 ○4动立柱式垂直Y轴该结构机床采用平床身（或梯形床身），通过立柱移动带动 刀具动力主轴等部件移动，刀具主轴上、下移动实现Y轴功能，X/Y／Z三轴正交，可 实现大直径加工。

铣车复合加工中心

随着经济的发展，各种产品的技术上的提高，质量的提高越来越快，产品周期也越来越短，所以在机械加工上，要求加工精度越来越高，加工周期短。某些零件希望一次装夹后能够达到全部的机械加工，这就提出了综合加工的要求。 一个铣加工零件，往往需要通过几次装夹，一台立式加工中心和一台卧式加工中心才能完成零件全部加工要求。众所周知，每经过一次装夹，将带来一次装夹误差，装夹次数越多，产生的误差也就越多。所以，如果将一台立式加工中心和一台卧式加工中心组合在一起，这样零件在一次装夹中就能完成所有铣加工，避免了多次装夹所带来的误差。 复合加工中心即立卧转换加工中心共有两种，一种是工作台立卧转换，它主要针对小型零件，一种是主轴立卧转换，它适合中、大利零件。 1 工作台立卧转换 工作台立卧转换有两种结构，一种是利用45°斜面进行立卧转换和定位(图1, 2) ，其优点是45°斜面接触面大，工作台刚性和承重都较好，并且立卧转换不影响行程。定位面不受力，可保证较高的精度。另一种称为摇篮式工作台(图3) ，由于它采用抱轴方式进行定位，所以定位精度较差，工作台的承重也较轻，在加工中会受到一个较大的扭矩，是定位不可靠。在工作台立卧转换中会吃掉很大行程。一般在经济型的加工中心中才会采用。 图1 图2

图3 2 主轴立卧式 主轴立卧式也有两种结构。一种是45°斜面进行主轴立卧转换(图4)。它的优点是45°斜面接触面大，主轴刚性好，定位采用鼠牙盘，重复定位精度高，且在立卧转换后其刀具中心点位置不变，方便编程，当然它的缺点是无负角度。 另一种形式为A轴，它的优点是由较大的X角度，特别适合大角度的叶轮加工。但是，它的缺点非常明显，立卧转换将吃掉Z轴行程。一般来说，机床X、Y、Z三轴中Z轴是最短的，如果再吃掉一点的话，它使机床的加工范围大大缩小。 图4 图5

车铣复合加工中心毕业设计方案

毕业设计方案 题目CXH500数控车铣复合机床主传动系统设计 学院机械工程学院 专业机械工程 二〇一七年月日 设计题目CXF500数控车铣复合机床主传动系统设计 一、选题背景与意义

1. 选题背景及国内外研究现状 车铣复合机床在数控车床的基础上增加了主轴分度和动力刀架功能，可以实现曲面、端面车削以及工件圆柱面的铣削、钻孔、攻丝等功能。1982年，奥地利林茨机床公司（WFL）开发出了全世界第一台车铣数控专用机床——WVC500S车铣加工中心。经过近20年的不断努力，车铣复合机床已经能实现车削、铣削、镗削、插齿及滚齿等多种加工。进入21世纪以来，数控车铣复合机床发展非常迅速，不仅规格齐全，硬件功能完善，且软件功能也十分强大，如WFL的M系列和MAZAK的E-H系列等[1]。目前，先进的五轴车铣复合机床除了可以进行车、铣、钻、镗、攻丝等加工外，还可以进行镗型腔、钻深孔、滚齿、铣叶片以及进行磨削加工和工件的在线测量，实现各种误差补偿、刀具在线监控和适应控制等。国外的主流车铣复合机床呈现出了配有仿真系统、多轴控制扩大机床加工能力及高速度、高精度、智能化的特点，其应用也由单机向系统化、集成化和网络化的高层次发展。 我国数控车铣复合机床的研制工作起步比较晚，在2001年由沈阳数控机床厂制造出我国第一台SSCKZ63-5五轴车铣复合机床，该机床引进了德国玛斯廖拉公司（MAXMULLER）的技术，达到了国际90年代末的水平。现在通过国家相关的政策的支持，我们在车铣复合加工机床成功取得多方面突破，例如：攻克了动力驱动单元，大直径大通孔的高速强力主轴，刀架，机床热平衡，精度补偿等多项关键技术，主传动兼顾了大扭矩输出和高速输出。开发出五轴车铣复合加工中心并完成了系列化，规格化产品的设计和生产。 由于我们的整体技术基础不太坚实，和国外技术相比缺少数十年的经验积累，加之加工手段和工艺性比较薄弱，整体车铣复合加工技术和欧洲和日本相比还有不小的差距。目前国际上最先进的车铣技术仍掌握在MAZAK,OKUMAMORISEIKE,DMG和WFL等一流的机床生产商手中[2]。2. 选题的目的及意义 车铣复合加工技术的先进理念就是提高产品质量和缩短产品制造周期，是一种集成了现代先进控制技术、精密测量技术和CAD/CAM应用技术的先进机械加工技术。该技术提供了一种完善的加工解决方法：一次装夹可实现零件多个表面或复杂形面的加工，大大简化了工件装夹和刀具

车铣复合加工的关键技术与应用前景

车铣复合加工的关键技术与应用前景 加工效率与精度是金属加工领域追求的永恒目标。随着数控技术、计算机技术、机床技术以及加工工艺技术的不断发展，传统的加工理念已不能满足人们对加工速度、效率和精度的要求。在这样的背景下，复合加工技术应运而生。一般来说，复合加工是指在一台加工设备上能够完成不同工序或者不同工艺方法的加工技术的总称。目前的复合加工技术主要表现为2 种不同的类型，一种是以能量或运动方式为基础的不同加工方法的复合；另一种是以工序集中原则为基础的、以机械加工工艺为主的复合，车铣复合加工是近年来该领域发展最为迅速的加工方式之一。 目前的航空产品零件突出表现为多品种小批量、工艺过程复杂，并且广泛采用整体薄壁结构和难加工材料，因此制造过程中普遍存在制造周期长、材料切除量大、加工效率低以及加工变形严重等瓶颈。为了提高航空复杂产品的加工效率和加工精度，工艺人员一直在寻求更为高效精密的加工工艺方法。车铣复合加工设备的出现为提高航空零件的加工精度和效率提供了一种有效解决方案。 与常规数控加工工艺相比，复合加工具有的突出优势主要表现在以下几个方面。 （1）缩短产品制造工艺链，提高生产效率。 车铣复合加工可以实现一次装卡完成全部或者大部分加工工序，从而大大缩短产品制造工艺链。这样一方面减少了由于装卡改变导致的生产辅助时间，同时也减少了工装卡具制造周期和等待时间，能够显著提高生产效率。 （2）减少装夹次数，提高加工精度。 装卡次数的减少避免了由于定位基准转化而导致的误差积累。同时，目前的车铣复合加工设备大都具有在线检测的功能，可以实现制造过程关键数据的在位检测和精度控制，从而提高产品的加工精度。 （3）减少占地面积，降低生产成本。 虽然车铣复合加工设备的单台价格比较高，但由于制造工艺链的缩短和产品所需设备的减少，以及工装数量、车间占地面积和设备维护费用的减少，能够有效降低总体固定资产的投资、生产运作和管理的成本。 复合加工的关键技术 尽管复合加工具有常规单一加工无法比拟的优势，但实际上目前在航空制造领域里车铣复合加工的利用率并未得到充分发挥。其关键原因在于车铣复合加工在航空制造领域的应用时间还比较短，适用于航空零件结构工艺特性的车铣复合加工工艺、数控编程技术、后置处理以及仿真技术尚处于摸索阶段。为了充分发挥车铣复合加工设备的效能，提高产品的加工效率和精度，必须全面攻克和解决上述